https://www.jstage.jst.go.jp/article/pscjspe/2004A/0/2004A_0_422/_pdf
Title (英語と日本語):
Positioning Control of Ultra-precision Machine Tool with Visual Feedback
画像フィードバックを用いたマイクロ加工機械の制御
Journal Name & Publication Year:
2004年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集
First and Last Authors:
Hirotaka Ojima, Hiroshi Eda
First Affiliations:
Graduate School at Ibaraki University
Abstract:
近年のマイクロ部品の生産需要に対応するため、SEMチャンバー内で切削加工が可能なマイクロ旋盤を開発し、CCDカメラによる画像フィードバックを用いた位置決め制御方法を検討しました。本研究では、CCDカメラを使用してダイヤモンド工具と工作物の相対位置を高精度に制御するシステムを構築し、従来のパルス数による位置制御と比較してその有効性を確認しました。
Background:
マイクロ部品の生産は、従来のMEMS技術では材料がシリコンに限定されるなどの問題がありました。これを解決するために、異なる材料に対応できるマイクロ加工機械の研究が進められています。しかし、現在の工作機械の位置決め精度は機械座標系に依存しており、誤差の原因となるドリフトやヒステリシスの問題があります。
Methods:
CCDカメラを用いてマイクロ加工機械の工具と工作物の画像を取得し、その画像を解析してXYステージの位置を高精度に制御します。画像フィードバックを用いた位置制御と、従来のパルス数による位置制御を比較しました。
Results:
画像フィードバックによる位置制御は、パルス数による制御と比較して、工具と工作物の相対位置を高精度に制御できることが確認されました。これにより、複雑な形状の切削も可能となります。
Discussion:
画像フィードバックを用いることで、機械座標系に依存しない高精度な位置制御が可能となり、マイクロ加工の精度と効率が向上します。また、SEM像を用いた制御への応用も期待されます。
Novelty compared to previous studies:
従来の位置制御方法ではパルス数に依存していましたが、本研究ではCCDカメラを用いた画像フィードバックにより、工具と工作物の相対位置を高精度に制御する新しい方法を提案しています。
Limitations:
本研究ではCCDカメラを用いた実験を行いましたが、将来的にはSEM像を用いた真空中での切削加工に対する応用が求められます。
Potential Applications:
本手法は、精密機械加工やマイクロ部品の製造において、高精度な位置決めと加工が求められる分野での応用が期待されます。
CCDカメラの型式、値段を教えてください
使用カメラの型式および値段
型式:
CCDカメラの具体的な型式は記載されていませんが、使用しているカメラシステムの概略と構成は以下の通りです：
カメラ: オリンパス Tough TG-5
撮影照明: LG-1（オリンパス製）
値段:
値段に関する具体的な情報は記載されていません。
カメラ仕様の詳細:
画像サイズ: 4000 × 2672 ピクセル
シャッタースピード: 1/40秒
Fナンバー: 3.2
撮影に使用したカメラは市販のデジタルカメラであり、特にマクロ撮影が可能なものです。また、近距離の撮影物を全方向から照らすことのできる照明アタッチメントを使用しています。
動画撮影はできますか
はい、使用しているオリンパス Tough TG-5カメラは動画撮影が可能です。
オリンパス Tough TG-5の動画撮影機能について：
動画解像度: 4K (3840×2160)での撮影が可能
フレームレート: 4Kで30fps、フルHDで60fpsの撮影が可能
その他機能: 高速撮影、スローモーション撮影、タイムラプス撮影など、多様な撮影モードが利用可能
このカメラはマクロ撮影や防水性能も備えており、精密なマイクロ加工機械の観察や実験にも適しています。動画撮影機能を利用することで、加工プロセスの詳細な記録や分析が可能となります。
